專利名稱：一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸屏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置。
背景技術(shù)：
隨著顯示技術(shù)的飛速發(fā)展，觸摸屏(Touch Screen Panel)已經(jīng)逐漸遍及人們的生活中。目前，觸摸屏按照組成結(jié)構(gòu)可以分為:外掛式觸摸屏(Add on Mode Touch Panel)、覆蓋表面式觸摸屏(On Cell Touch Panel)、以及內(nèi)嵌式觸摸屏(In Cell Touch Panel)。其中，外掛式觸摸屏是將觸摸屏與液晶顯示屏(Liquid Crystal Display, LCD)分開生產(chǎn),然后貼合到一起成為具有觸摸功能的液晶顯示屏，外掛式觸摸屏存在制作成本較高、光透過率較低、模組較厚等缺點。而內(nèi)嵌式觸摸屏將觸摸屏的觸控電極內(nèi)嵌在液晶顯示屏內(nèi)部，可以減薄模組整體的厚度，又可以大大降低觸摸屏的制作成本，受到各大面板廠家青睞。目前，現(xiàn)有的電容式內(nèi)嵌(in cell)觸摸屏是在現(xiàn)有的TFT (Thin FilmTransistor,薄膜場效應(yīng)晶體管)陣列基板上直接另外增加觸控掃描線和觸控感應(yīng)線實現(xiàn)的，即在TFT陣列基板的表面制作兩層相互異面相交的條狀電極，這兩層電極分別作為觸摸屏的觸控驅(qū)動線和觸控感應(yīng)線，在兩條電極的異面相交處形成互電容。其工作過程為:在對作為觸控驅(qū)動線的電極加載觸控驅(qū)動信號時，檢測觸控感應(yīng)線通過互電容耦合出的電壓信號，在此過程中，有人體接觸觸摸屏?xí)r，人體電場就會作用在互電容上，使互電容的電容值發(fā)生變化，進而改變觸控感應(yīng)線耦合出的電壓信號，根據(jù)電壓信號的變化，就可以確定觸點位置。上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在現(xiàn)有的TFT陣列基板中增加的觸控掃描線和觸控感應(yīng)線加載的觸控信號，會與TFT陣列基板中原有的顯示信號相互干擾，既影響了液晶顯示畫面的品質(zhì)，又降低了觸控操作的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了 一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，用以解決現(xiàn)有的內(nèi)嵌式觸摸屏中顯示信號與觸控信號相互干擾的問題。本發(fā)明實施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏，包括:基板以及設(shè)置在所述基板上的黑矩陣，還包括:位于所述基板與所述黑矩陣之間的第一觸摸感測電極，以及位于所述黑矩陣背離所述基板一側(cè)的第二觸摸感測電極。進一步地，所述黑矩陣具有呈矩陣排列的開口區(qū)域；所述第一觸摸感測電極沿著開口區(qū)域的行方向延伸，所述第二觸摸感測電極沿著開口區(qū)域的列方向延伸；或，所述第二觸控感測電極沿著開口區(qū)域的行方向延伸，所述第一觸控感測電極沿著開口區(qū)域的列方向延伸。進一步地，所述第一觸控感測電極的材料為金屬材料或透明導(dǎo)電材料；所述第二觸控感測電極的材料為金屬材料或透明導(dǎo)電材料。
進一步地，所述第一觸摸感測電極的材料為金屬材料，所述第一觸摸感測電極在基板上的正投影位于所述黑矩陣的正投影之內(nèi)；所述第二觸摸感測電極的材料為金屬材料，所述第二觸摸感測電極在基板上的正投影位于所述黑矩陣的正投影之內(nèi)。進一步地，所述第一觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料，所述第一觸摸感測電極具有菱形電極結(jié)構(gòu)；所述第二觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料，所述第二觸摸感測電極具有菱形電極結(jié)構(gòu)。進一步地，所述第一觸摸感測電極和/或所述第二觸摸感測電極在所述第一觸摸感測電極與所述第二觸摸感測電極的交疊處具有內(nèi)縮結(jié)構(gòu)。進一步地，所述第一觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料；在顯示時間段，所述第一觸摸感測電極接地；在觸控時間段，所述第一觸摸感測電極耦合所述第二觸摸感測電極加載的觸控掃描信號并輸出。進一步地，所述第二觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料，各所述第二觸摸感測電極組成公共電極層；在顯示時間段，對各所述第二觸摸感測電極加載公共電極信號；在觸控時間段，對各所述第二觸摸感測電極加載觸控掃描信號。進一步地，所述第一觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料；在顯示時間段，所述第一觸摸感測電極接地；在觸控時間段,對各所述第一觸摸感測電極加載觸控掃描信號。進一步地，所述第二觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料，各所述第二觸摸感測電極組成公共電極層；在顯示時間段，對各所述第二觸摸感測電極加載公共電極信號；在觸控時間段，所述第二觸摸感測電極耦合所述觸控掃描信號并輸出。本發(fā)明實施例提供的一種顯示裝置，包括本發(fā)明實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏。本發(fā)明實施例的有益效果包括:本發(fā)明實施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，在基板上設(shè)置相互絕緣的第一觸摸感測電極和第二觸摸感測電極；其中，第一觸摸感測電極位于基板與黑矩陣之間，第二觸摸感測電極位于黑矩陣背離基板的一側(cè)。由于將第一觸摸感測電極和第二觸摸感測電極設(shè)置在遠離TFT陣列基板的基板上，可以避免觸控信號與TFT陣列基板中的顯示信號相互干擾，既保證了液晶顯示畫面的品質(zhì)，又增強了觸控操作的可靠性。


圖1為本發(fā)明實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的基板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的第一觸摸感測電極與第二觸摸感測電極之間的結(jié)構(gòu)不意圖之一；
圖4為本發(fā)明實施例提供的第一觸摸感測電極與第二觸摸感測電極之間的結(jié)構(gòu)不意圖之_■;圖5為本發(fā)明實施例提供的觸摸屏的引線示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明實施例提供的電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置的具體實施方式
進行詳細地說明。附圖中各層薄膜厚度和形狀不反映真實比例，目的只是示意說明本發(fā)明內(nèi)容。本發(fā)明實施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏，如圖1所示，包括:基板01以及設(shè)置在基板01上的黑矩陣02 ;還包括:位于基板01與黑矩陣02之間的第一觸摸感測電極03，以及位于黑矩陣02背離基板01 —側(cè)的第二觸摸感測電極04。在具體實施時,第一觸摸感測電極03可以是觸摸感應(yīng)電極(Rx, receive),第二觸摸感測電極04對應(yīng)地是觸摸驅(qū)動電極(Tx, Transport);反之,第一觸摸感測電極03也可以是觸摸驅(qū)動電極Tx，第二觸摸感測電極04對應(yīng)地是觸摸感應(yīng)電極Rx，在此不做限定。并且，本發(fā)明實施例提供的上述觸摸屏，如圖1所示，可以應(yīng)用于彩色濾光片05設(shè)置在與TFT陣列基板2相對的基板(即彩膜基板I)的結(jié)構(gòu)，也可以應(yīng)用于彩色濾光片設(shè)置在TFT陣列基板中的結(jié)構(gòu)，在此不做限定。本發(fā)明實施提供的上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏，由于將作為觸控驅(qū)動電極Tx的第一觸摸感測電極03或第二觸摸感測電極04設(shè)置在遠離TFT陣列基板2的彩膜基板I上，在觸控驅(qū)動電極Tx加載觸控掃描信號時,可以減少觸控掃描信號對TFT陣列基板2上加載的諸如柵掃描信號和灰階信號的顯示信號的干擾，保證了觸摸屏的顯示畫面品質(zhì)。并且，由于將作為觸控感應(yīng)電極Rx 的第一觸摸感測電極03或第二觸摸感測電極04也設(shè)置在遠離TFT陣列基板2的彩膜基板I上，在觸控感應(yīng)電極Rx耦合觸控掃描信號時，可以減少在TFT陣列基板2上加載的顯示信號對觸控感應(yīng)電極Rx耦合電信號的干擾，提高了觸控操作的可靠性。具體地，本發(fā)明實施例提供的上述觸摸屏中，如圖2所示，在基板01上形成的黑矩陣02 —般都具有呈矩陣排列的開口區(qū)域06，該開口區(qū)域06與TFT陣列基板中各像素單元的有效顯示區(qū)域相對。在具體實施時，如圖2所示，在基板01上形成的第一觸摸感測電極03可以沿著開口區(qū)域06的行方向延伸，第二觸摸感測電極04可以沿著開口區(qū)域06的列方向延伸，即在基板01上布置的第一觸摸感測電極03與TFT陣列基板中的柵極信號線的布線方向一致，在基板01上布置的第二觸摸感測電極04與TFT陣列基板中的數(shù)據(jù)信號線的布線方向一致?；蛘?，在基板上形成的第一觸摸感測電極可以沿著開口區(qū)域的行方向延伸，第二觸摸感測電極可以沿著開口區(qū)域的列方向延伸，即在基板上布置的第一觸摸感測電極與TFT陣列基板中的柵極信號線的布線方向一致，在基板上布置的第二觸摸感測電極與TFT陣列基板中的數(shù)據(jù)信號線的布線方向一致。當(dāng)然，在基板上布置的第一觸摸感測電極和第二觸摸感測電極的延伸方向也可以沿著其他方向，在此不做限定。下面以各第一觸摸感測電極沿著開口區(qū)域的列方向延伸，各第二觸摸感測電極沿著開口區(qū)域的行方向延伸為例進行說明。在具體實施時，可以用金屬材料或透明導(dǎo)電材料制備第一觸摸感測電極，同理，第二觸摸感測電極也可以由金屬材料或透明導(dǎo)電材料制備。具體地，在采用金屬材料制備第一觸摸感測電極03時，由于金屬的不透光特性，一般會將第一觸摸感測電極03設(shè)置在被黑矩陣02遮擋的位置，如圖2所示，即第一觸摸感測電極03在基板01上的正投影位于黑矩陣02的正投影之內(nèi)，以避免采用金屬制備的第一觸摸感測電極03影響像素單元的開口率。并且，當(dāng)采用金屬材料制作的第一觸摸感測電極03作為觸控驅(qū)動電極Tx使用時，由于第一觸摸感測電極03的電阻相對較小，可以有效降低在觸控驅(qū)動電極Tx傳遞觸控掃描信號時的時延(Loading)。同理，如圖2所示，在采用金屬材料制備第二觸摸感測電極04時，一般會將第二觸摸感測電極04設(shè)置在被黑矩陣02遮擋的位置，即第二觸摸感測電極04在基板上的正投影位于黑矩陣02的正投影之內(nèi)，以避免采用金屬制備的第二觸摸感測電極04影響像素單元的開口率。當(dāng)?shù)谝挥|摸感測電極03和第二觸摸感測電極04都采用金屬材料制備時，在第一觸摸感測電極03和第二觸摸感測電極04之間的黑矩陣02充當(dāng)兩者的絕緣層，已避免兩者短接。在具體實施時，可以使用介電常數(shù)較小的材料制備黑矩陣，以減少第一觸摸感測電極03和第二觸摸感測電極04之間的電容值，從而提高觸控的靈敏度。進一步地，由于第一觸摸感測電極03位于基板與黑矩陣之間，在彩膜基板與TFT陣列基板對盒后，第一觸摸感測電極03相對靠近觀看者，若采用金屬制備第一觸摸感測電極03時，容易因為金屬材料反光而影響觸摸屏的正常顯示，因此，在具體實施時，一般會采用諸如ITO的透明導(dǎo)電材料制備第一觸摸感測電極03。當(dāng)采用透明導(dǎo)電材料制備第一觸摸感測電極03時，第一觸摸感測電極03可以具有菱形電極結(jié)構(gòu)，菱形電極結(jié)構(gòu)如圖3所示。進一步地，當(dāng)?shù)谝挥|摸感測電極03具有條狀電極結(jié)構(gòu)或菱形電極結(jié)構(gòu)時，還可以在第一觸摸感測電極03與第二觸摸感測電極04的交疊處設(shè)置內(nèi)縮結(jié)構(gòu)，以降低觸控第一觸摸感測電極03與第二觸摸感測電極04之間的交疊面積，從而降低在交疊處生成的節(jié)點電容，以提高觸控靈敏度。例如如圖4所示，第一觸摸感測電極03和第二觸摸感測電極04為條狀電極結(jié)構(gòu)，在第一觸摸感測電極03與第二觸摸感測電極04的交疊處具有內(nèi)縮結(jié)構(gòu)07，第一觸摸感測電極03在內(nèi)縮結(jié)構(gòu)07處的寬度小于第一觸摸感測電極03與第二觸摸感測電極04無交疊處的寬度。此外，在第二觸摸感測電極04采用透明導(dǎo)電材料制備時，也可以將第二觸摸感測電極04設(shè)置為菱形電極結(jié)構(gòu)。同理，為了降低第二觸摸感測電極04與第一觸摸感測電極03在交疊處生成的節(jié)點電容，也可以在第二觸摸感測電極04與第一觸摸感測電極03的交疊處設(shè)置內(nèi)縮結(jié)構(gòu)，以提高觸控靈敏度。一般地，觸摸屏觸控的精度通常在毫米級，而液晶顯示的精度通常在微米級，因此，可以將多個相鄰的第二觸摸感測電極作為一條第二觸摸感測電極使用，在具體實施時，可以根據(jù)需要的觸控精度，將相鄰的多條第二觸摸感測電極通過金屬線導(dǎo)通，作為一條第二觸摸感測電極使用。同理，可以根據(jù)需要的觸控精度，將相鄰的多條第一觸摸感測電極通過金屬線導(dǎo)通，作為一條第一觸摸感測電極使用。并且，如圖5所示(只是圖示了部分引線)，將在基板上的各條第一觸摸感測電極03通過引線以及導(dǎo)電膠(TR)到通道TFT陣列基板上，最終與IC芯片連接；將各條第二觸摸感測電極04通過基板扇出區(qū)域(fanout)以及導(dǎo)電膠(TR)與觸控柔性電路板(Touch FPC)相連。
在具體實施時，本發(fā)明實施例提供的觸摸屏中的第一觸摸感測電極還可以復(fù)用屏蔽電極的功能。首先，將觸摸屏顯示每一巾貞(V-sync)的時間分成顯示時間段(Display)和觸控時間段(Touch)，例如觸摸屏的顯示一幀的時間為16.7ms，選取其中5ms作為觸控時間段，其他的11.7ms作為顯示時間段，當(dāng)然也可以根據(jù)IC芯片的處理能力適當(dāng)?shù)恼{(diào)整兩者的時長，在此不做具體限定。在第一觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料時，在顯示時間段，第一觸摸感測電極可以接地，作為屏蔽電極使用，以防止外界靜電干擾觸摸屏的正常顯示。在觸控時間段，若采用第一觸摸感測電極作為觸控感應(yīng)電極使用，則第一觸摸感測電極耦合第二觸摸感測電極加載的觸控掃描信號并輸出；若采用第一感測電極作為觸控驅(qū)動電極使用，則第一觸摸感測電極加載觸控掃描信號。具體地，本發(fā)明實施例提供的上述觸摸屏可以適用于各種模式的液晶顯示面板，例如可以適用于能夠?qū)崿F(xiàn)寬視角的平面內(nèi)開關(guān)(IPS，In-Plane Switch)和高級超維場開關(guān)(ADS, Advanced Super Dimension Switch)型液晶顯示面板，也可以適用于傳統(tǒng)的扭曲向列(TN, Twisted Nematic)型液晶顯示面板,在此不做限定。在采用TN型液晶顯示面板制備本發(fā)明實施例提供的上述觸摸屏?xí)r，可以省去彩膜基板中的公共電極層，采取分時驅(qū)動，利用由透明導(dǎo)電材料制備的第二觸摸感測電極復(fù)用公共電極層的功能。若采用各第二觸摸感測電極作為觸控感應(yīng)電極使用，則在顯示時間段，對各第二觸摸感測電極加載公共電極信號，此時第二觸摸感測電極作為公共電極使用，和TFT陣列基板上的像素電極形成電場，控制液晶翻轉(zhuǎn)。在觸控時間段，第二觸摸感測電極耦合觸控掃描信號并輸出。若采用各第二觸摸感測電極作為觸控驅(qū)動電極使用，則在顯示時間段，對各第二觸摸感測電極加載公共電極信號，此時第二觸摸感測電極作為公共電極使用，和TFT陣列基板上的像素電極形成電場，控制液晶翻轉(zhuǎn)。在觸控時間段，對各所述第二觸摸感測電極加載觸控掃描信號。基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，包括本發(fā)明實施例提供的上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏，該顯示裝置的實施可以參見上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏的實施例，重復(fù)之處不再贅述。本發(fā)明實施例提供的一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，在基板上設(shè)置相互絕緣的第一觸摸感測電極和第二觸摸感測電極；其中，第一觸摸感測電極位于基板與黑矩陣之間，第二觸摸感測電極位于黑矩陣背離基板的一側(cè)。由于將第一觸摸感測電極和第二觸摸感測電極設(shè)置在遠離TFT陣列基板的基板上，可以避免觸控信號與TFT陣列基板中的顯示信號相互干擾，既保證了液晶顯示畫面的品質(zhì)，又增強了觸控操作的可靠性。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏，包括:基板以及設(shè)置在所述基板上的黑矩陣，其特征在于，還包括:位于所述基板與所述黑矩陣之間的第一觸摸感測電極，以及位于所述黑矩陣背離所述基板一側(cè)的第二觸摸感測電極。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述黑矩陣具有呈矩陣排列的開口區(qū)域； 所述第一觸摸感測電極沿著開口區(qū)域的行方向延伸，所述第二觸摸感測電極沿著開口區(qū)域的列方向延伸；或， 所述第二觸控感測電極沿著開口區(qū)域的行方向延伸，所述第一觸控感測電極沿著開口區(qū)域的列方向延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的觸摸屏，其特征在于，所述第一觸控感測電極的材料為金屬材料或透明導(dǎo)電材料；所述第二觸控感測電極的材料為金屬材料或透明導(dǎo)電材料。
4.如權(quán)利要求3所述的觸摸屏，其特征在于，所述第一觸摸感測電極的材料為金屬材料，所述第一觸摸感測電極在基板上的正投影位于所述黑矩陣的正投影之內(nèi)； 所述第二觸摸感測電極的材料為金屬材料，所述第二觸摸感測電極在基板上的正投影位于所述黑矩陣的正投影之內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的觸摸屏，其特征在于，所述第一觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料，所述第一觸摸感測電極具有菱形電極結(jié)構(gòu)； 所述第二觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料，所述第二觸摸感測電極具有菱形電極結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求所述I所述的觸摸屏，其特征在于，所述第一觸摸感測電極和/或所述第二觸摸感測電極在所述第一觸摸感測電極與所述第二觸摸感測電極的交疊處具有內(nèi)縮結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1-5任一項所述的觸摸屏，其特征在于，所述第一觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料； 在顯示時間段，所述第一觸摸感測電極接地； 在觸控時間段，所述第一觸摸感測電極耦合所述第二觸摸感測電極加載的觸控掃描信號并輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的觸摸屏，其特征在于，所述第二觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料，各所述第二觸摸感測電極組成公共電極層； 在顯示時間段，對各所述第二觸摸感測電極加載公共電極信號； 在觸控時間段，對各所述第二觸摸感測電極加載觸控掃描信號。
9.如權(quán)利要求1-5任一項所述的觸摸屏，其特征在于，所述第一觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料； 在顯示時間段，所述第一觸摸感測電極接地； 在觸控時間段，對各所述第一觸摸感測電極加載觸控掃描信號。
10.如權(quán)利要求9所述的觸摸屏，其特征在于，所述第二觸摸感測電極的材料為透明導(dǎo)電材料，各所述第二觸摸感測電極組成公共電極層； 在顯示時間段，對各所述第二觸摸感測電極加載公共電極信號； 在觸控時間段，所述第二觸摸感測電極耦合所述觸控掃描信號并輸出。
11.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-10任一項所述的電容式內(nèi)嵌觸摸屏。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電容式內(nèi)嵌觸摸屏及顯示裝置，在基板上設(shè)置相互絕緣的第一觸摸感測電極和第二觸摸感測電極；其中，第一觸摸感測電極位于基板與黑矩陣之間，第二觸摸感測電極位于黑矩陣背離基板的一側(cè)。由于將第一觸摸感測電極和第二觸摸感測電極設(shè)置在遠離TFT陣列基板的基板上，可以避免觸控信號與TFT陣列基板中的顯示信號相互干擾，既保證了液晶顯示畫面的品質(zhì)，又增強了觸控操作的可靠性。
文檔編號G02F1/1333GK103207719SQ20131010338
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者王春雷, 董學(xué), 車春城, 薛海林, 王海生, 王磊, 謝建云, 楊盛際, 趙衛(wèi)杰 申請人:北京京東方光電科技有限公司